一、S_2Cl_2异构体最大硬度原理的密度泛函理论研究(论文文献综述)
薛朵梅[1](2021)在《新型超原子和超原子复合物的理论设计》文中认为在过去的几十年中,人们对探索各种类型的超原子团簇表现出了浓厚的兴趣,这种独特的物种可看作是对常规元素周期表在空间方向上的三维(3D)扩展,从而可以作为纳米组件和新型功能材料的基本构建单元。近年来,有关超原子的研究发现取得了丰硕的成果。本文的主要贡献如下:1.理论设计了一种具有内嵌Zintl簇形式的类氧超原子Ge9Be。计算结果显示,Ge9Be的最稳定构型具有C3v对称性,其骨架类似于Ge92-离子。Ge9Be2-的最稳定结构是一个理想的单帽方形反棱镜结构,与等电子体的Zintl离子Ge94-结构相同。从如下几方面论证了Ge9Be的超氧特性:通过分子轨道分析讨论了Ge9Be表现出超氧特性的本质原因;与氧族元素相似,Ge9Be表现出放热的第一电子亲和势和吸热的第二电子亲和势;Ge9Be倾向于与两个Li原子结合形成类似于Li2O的化合物,通过与(超)碱土金属结合来模拟Ca O分子,也可以与类碳族超原子Al7-结合形成碳氧化合物的类似物。另外,(Ge9Be)M(M=Li、Be、B、C、N、O和F)复合物与氧化物MO和硫化物MS的解离能变化趋势极为相似。最后,我们还发现了基于(Ge9Be)2的化合物与传统过氧化物非常相似,这一发现进一步证明了Ge9Be的类氧特性。2.基于实验中发现的Sn86-阴离子骨架,理论设计了类氧超原子Li2Sn8Be,结果表明,尽管具有两个锂配体,但Li2Sn8Be团簇在许多方面仍然表现出类似于VIA族元素的性质。首先,Li2Sn8Be比氧族元素具有更高放热的第一电子亲和势和更低吸热的第二电子亲和势;其次,类似于氧族元素,Li2Sn8Be可以与两个(超)碱金属结合形成稳定的二价离子型复合物;与(超)碱土金属结合形成类似于Ca O/Ca S分子的超原子复合物。最后,设计了(Li2Sn8Be)22-、H2(Li2Sn8Be)2和M′2(Li2Sn8Be)2(M′=Li、Li3O和Ca2F3)化合物,它们分别表现出类似于典型过氧化物O22-、H2O2和Li2O2的性质。3.与多价超原子Al7-和Al7Li等价电子数的Be11团簇也具有+2和+4两种价态。我们对其分子轨道和电离势进行了分析,证明了其多价特性来源于独特的电子结构。为了验证Be11的双价态特征,我们研究了Be11与第二、三、四周期元素及与碘原子结合时的化学和电子行为。结果表明:Be11C/O和Be11In(n=2和4)分别在Be11M(M=Li/Na/K、Be/Ma/Ca、B/Al/Ga、C/Si/Ge、N/P/As、O/S/Se和F/Cl/Br)和Be11In(n=1~6)系列中表现出特殊的稳定性和电子性质。此外,类比典型的碳族元素氧化物,卤化物和氢氧化物,我们基于Be11超原子设计研究了一系列的超原子化合物。通过对比研究发现Be11的化合物的特性更接近于IVA族重原子Sn或Pb而非C或Si的化合物。4.利用密度泛函理论(DFT)计算研究,我们发现类氧超原子Ge9Be和超碱金属M(M=Mg2F3,Ca2F3)结合形成的超原子化合物具有新的化学和可调控的电子特征。其中Ge9Be和M超原子结合后均保持了各自的结构完整性。计算结果表明,(Ge9Be)M2、(Ge9Be)M3和(Ge9Be)2M5+簇可以分别看做是Li2O、Li3O和Li2O5+分子的类似物。值得注意的是,其中(Ge9Be)M3复合物的所有低能结构都具有非常小的第一电离势,为2.87~4.87 e V,低于或接近碱金属原子的电离势,因此可被定义为超级碱金属。有趣的是,(Ge9Be)M2不但具有很强的分子间结合力,而且可以分别以环或链两种形式组装成稳定的超原子多聚体[(Ge9Be)M2]n。这一发现提出了一种近乎完美的超原子组件,并为利用稳定的超原子作为结构基元去定向设计和合成稳定的二维或三维超原子聚集体提供了新思路。5.基于从头计算和密度泛函理论,研究了各类超卤素(X)氧化芳香杂环(L)的可能性。通过研究两者形成的复合物L/X(L=C4H5N、C4H4O、C4H4S和C5H5N;X=Al F4、Mg F3、Li F2和Li Cl2)的结构特点,电荷流动,自旋密度分布和结合能来考查芳香杂环分子是否被超卤素氧化。研究发现,超卤素Al F4、Mg F3、Li F2和Li Cl2可以与芳香杂环分子吡咯,呋喃,和噻吩形成稳定的电荷转移型复合物。而电离势较高的吡啶分子只有与氧化能力更强的超卤素Sb F6结合才有可能电离并与后者形成结合力强的离子型复合物。
李广卯[2](2021)在《碱/碱土金属硫属中红外光学晶体设计与制备》文中进行了进一步梳理红外激光器在军事和民用的很多领域有着重要的应用,如对环境监测、作为医疗器械、激光制导等。其中,适用于红外波段的光学晶体是红外固体激光器中必须的光学器件,利用红外非线性光学晶体和光参量放大、光参量振荡技术可以使激光器产生宽波段可调谐红外波段激光输出。目前,Ag Ga S2(AGS),Ag Ga Se2(AGSe)和Zn Ge P2(ZGP)三种晶体已商业化应用,它们在红外波段性能优异,包括大的倍频系数,较宽的中红外透过范围等。随着激光器在各行各业应用的迅猛发展,商用材料在应用中发现了一些它们的本征问题,如AGS晶体的激光损伤阈值较低,AGSe热导率较低,ZGP晶体在最常用的Nd:YAG输出的1μm附近的激光产生双光子吸收等,这些问题导致它们越来越不能满足各领域日益发展的应用需求,因此探索新的备选材料意义重大。其中最主要的就是解决红外非线性光学晶体材料带隙较小的问题,但同时还要保证材料的倍频效应至少与AGS处于相当的水平。在红外非线性光学晶体研究领域,国内的研究开始较晚,在国际上处于靠后水平,而红外激光的应用需求在众多领域日益增大。因此,对红外非线性光学晶体的研究,包括新材料的探索和材料在激光器中的应用研究,都具有非常重要的意义。无氧硫属化合物在中红外波段具有良好的透光性能,其中两种商用材料均出自该体系,而且该体系结构丰富、化合物较多,是探索新材料的优选体系。本论文的工作即是在该体系探索研究具有应用前景的红外非线性光学晶体材料。其中金属的选择,碱金属、碱土金属是必选元素之一,因为它们不会导致d-d或f-f电子跃迁,可以有效获得较宽带隙的新化合物,从而有利于材料激光损伤阈值的提高。因此本论文分别在含一种碱金属的硫属化物体系,两种碱金属的硫化物体系以及碱金属/碱土金属复合的四元硫属化物体系及含碱金属或碱土金属的三元体系探索新材料,并对所获得的新型红外非线性光学晶体材料进行应用潜力的初步评估。其中材料的制备主要是通过在密闭体系高温熔融自发结晶的方法获得,通过紫外–可见–近红外漫反射光谱测试及转化数据获得其带隙,在2μm红外激光下进行倍频效应测试以评估其非线性性能,拉曼光谱测试以及电子结构计算、非线性系数和倍频密度计算等方面对材料进行表征和结构性能关系分析。研究过程中,(1)在碱金属-d10金属四元硫化物体系获得了两例非中心对称结构的新化合物:Li2Zn Si S4和Li2Cd Si S4;(2)在碱金属、碱土金属复合硒化物四元体系获得一例非心结构的新化合物:Li2Ba Si Se4;(3)在复合碱金属硫化物体系获得了一例非心结构新化合物:Li2Cs4Ge2S5(S2)Cl2;(4)在碱金属硒化物和碱土金属硫代硼酸盐体系获得两例具有中心对称结构的新化合物:Li3Ge3Se6和Ba4(BS3S)2S4。对以上获得的化合物进行了初步光学性能表征和以第一性原理为基础的理论分析,深入了解了结构与性能之间的关系。其中,通过实验和理论计算证明了Li2Zn Si S4,Li2Cd Si S4,Li2Ba Si Se4和Li2Cs4Ge2S5(S2)Cl2四种材料具有明显的倍频效应,在中红外波段没有本征吸收。经过对Li2Zn Si S4,Li2Cd Si S4和Li2Ba Si Se4三种化合物的初步评估发现,它们的光学带隙相比于商用材料均有所提升,且倍频效应与Ag Ga S2处于相当的水平,实现了大带隙和大倍频之间的性能平衡,表现出较好的应用前景。此三种化合物均属于A2IBIICIVD4VI(A=Li,Na,Cu,Ag;B=Sr,Ba,Zn,Cd,Hg;C=Si,Ge,Sn;D=S,Se)体系,因此结合本论文所得化合物结构及性能和文献报道的该体系其它具有红外非线性光学性能的材料,对体系中A、B、C、D位置上元素的种类对化合物结构及性能的影响进行了分析。结果表明,MQ4(M=Si,Ge,Sn;Q=S,Se)可作为结构中的倍频贡献基元,Zn S4,Cd S4,Si S4和Ge S4是优选基元。相比于商用材料可以获得更大的光学带隙,而倍频效应依然可以保持在1倍AGS左右。此外,由于Li2Cs4Ge2S5(S2)Cl2,Li3Ge3Se6和Ba4(BS3S)2S4三种化合物存在吸潮或结构存在对称中心等原因不具有非线性领域可应用性,但是在它们的结构中,分别发现了首例[Ge2S5S2]2-基元,由类乙烯[Ge2Se6]6-基元形成的∞[Ge Se2]n链状结构和[BS3S]3-基元,增加了硫化物结构多样性。其中[Ge2S5S2]2-和[BS3S]3-基元具有本征非中心对称的结构特性,高斯计算结果表明,它们的二阶超极化率比常用的非线性贡献基元如BS3,BO3等大几十倍,可作为非线性光学材料领域新材料设计的新基元。本论文的研究为下一代新型红外非线性光学晶体的筛选提供了备选材料,为新材料设计提供了思路,提供了新的功能基元,为该领域的发展带来了一定的推进作用。
冯林雁[3](2021)在《硼基掺杂复合团簇的新颖结构、化学成键和动力学流变性研究》文中提出硼是元素周期表中第五号元素,具有原子半径小、配位数高、缺电子等特性。近三十余年实验和理论研究表明,硼团簇在广泛尺寸范围内具有独特的平面或准平面结构,但无法形成硼单链或单环结构。后者我们称之为非经典硼团簇结构。掺杂异原子可有效改变和调控硼团簇的几何结构、化学成键和分子动力学流变性,目前已成为硼团簇和硼物理化学新生的研究主题。低电负性金属的掺杂不仅可弥补硼的缺电子性,打破传统硼平面结构,而且也为设计新颖硼基分子马达提供可能。众所周知,小尺寸碳团簇具有单链或单环结构,而硼碳仅相差一个电子。我们猜想若给予硼单元足够多的额外电子,可将其转变成类似于碳团簇的单链或单环结构。基于这一研究思想和特定电子计数规则,本论文在量子化学理论水平上设计一系列具有硼单链或单环结构的硼基二元团簇,并将硼单环新颖结构应用于动力学流变性研究。论文发展电子嬗变概念,建立了硼单元与碳单环之间的成键关系。论文主要内容分为三大部分。第一部分为非经典硼纳米结构。首先用C原子依次置换B来精确调控复合团簇CnB7-n(n=0-7)的价电子数目,研究其结构演化规律,并建立电子计数和结构构型之间的联系。其次对首例非经典硼螺旋结构Be6B11-/Be6B102-团簇的成键本质和形成机制进行深入理论分析,提出Be-B之间的多电子转移和强静电作用对稳定硼螺旋链起关键作用。接着又成功预测包含弓形B7单链的复合Be6B7-团簇,其离域成键模式相似于C8团簇,由此建立了硼基纳米团簇和碳团簇在成键层面的关联。第二部分研究内容为多重芳香性和动力学结构流变性研究。在Be6B11-团簇的基础上,理性设计包含B10单环的三层芳香三明治Be6B102-团簇,表现出双重动力学流变模式,可看作是“亚纳米级类地月体系”。最后将硼单环分子马达拓展到硼双环结构,预测芳香双环Pd3B26团簇,它具有“轴承式”转动模式,进一步拓展硼基马达家族。第三部分研究内容为利用实验室自行搭建的红外光解离实验系统研究气相团簇,探讨过渡金属钽活化N≡N三键的物理化学机理。本论文具体研究内容如下:第一部分:非经典硼纳米结构1.复合CnB7-n(n=0-7)团簇的结构和成键研究。采用量子化学计算研究一系列七原子硼碳二元CnB7-n(n=0-7)团簇体系的结构演化、电子计数和芳香性之间的关系。在密度泛函理论(DFT)和耦合簇CCSD(T)理论水平下,确定这些团簇体系的全局极小结构并总结其结构演化规律。随着C原子数目的增加,团簇结构从轮状、拉长状、圆环状到一维线性结构过渡。通过C原子不断置换B原子,在该团簇系列实现电子计数的精确调控。正则分子轨道分析表明这些电子依次添加到相应的离域π/σ轨道,导致离域电子数从5σ到7σ的过渡和从3π到7π的过渡,电子计数决定体系几何构型。根据休克尔(4n+2)和4n规则,体系由冲突π/σ芳香性向双重π/σ芳香性过渡。在B2C5团簇达到理想的双重芳香性,符合6π/6σ电子计数,也决定该体系的圆环状几何构型。采用核独立化学位移(NICS)计算进一步证实这些体系的芳香性变化。最后,本工作从三个方面阐明C原子避免中心高配位位置、倾向外围位置的原因。这些认知同样也适用于其它B-C二元体系。2.硼基螺旋Be6B102-和Be6B11-团簇的成键本质和形成机制。采用现代量子化学工具详细报道螺旋Be6B102-和Be6B11-团簇的几何结构、化学成键和形成机制。这二例团簇分别由手性螺旋骨架Be2B10Be2、Be2B11Be2和两个独立Be原子单元组成,整体展示为“螺旋赝环”(helical pseudoring)结构。键级分析表明任何两个铍原子之间无共价作用,暗示各个铍原子彼此独立。因此,基于对称性和成键特征该螺旋结构也可视为以Be为中心的两个“准环”结构。化学成键分析揭示:路易斯B-B和Be-B-Beσ键构建硼螺旋骨架结构,并进一步由离域π/σ键所稳定。此外,在螺旋链末端存在一个离域π键,但并未拉近螺旋链两端的距离。螺旋的每个准环从相反方向扭曲,并分别环绕在两独立Be原子周围,促进分子内电荷转移。基于构建的单链模型表明Be6单元总体向硼螺旋转移多达10个电子,因此B-Be之间强静电作用促进硼螺旋结构的形成。复合硼螺旋团簇可视为一类特殊的盐,该模型亦可用于阐释或设计其它新型无机螺旋团簇。3.弓形硼单链Be6B7-团簇与双重电子嬗变。与碳团簇相比,硼团簇无法形成非经典线性链或单环结构。基于广泛结构搜索和DFT电子结构计算,本工作设计含有弓形硼单链的二元Be6B7-团簇。基态结构中弓形B7单链锚定在Be6棱柱上,形成类似于“蛤蜊-珍珠链”的新奇结构。从直觉上看,独立的自持B7单链似乎具有强的分子内张力,但与Be6单元作用后进一步稳定该单链结构。硼基单链在此之前尚属未知,本工作报道首例硼单链结构。该单链结构并非严格的线性构型,而是高度弯曲形成弓型。成键分析表明该结构可看作是Be2B7杂环和Be4单元键合而成,不同于典型三层三明治结构。前者本质上是八边形结构,杂环具有10π/6σ双重芳香性。在Be6棱柱的两个Be3环上各存在1σ电子计数,表现出一定σ芳香性。独特多重1σ/10π/6σ/1σ芳香性决定Be6B7-团簇的几何结构,而双重电子嬗变概念也进一步证实该结构的稳定性。第二部分:多重芳香性和动力学结构流变性研究4.三层芳香三明治Be6B102-团簇的动力学结构流变性。硼的缺电子性决定硼团簇具有独特的几何结构、化学成键和动力学特性。通过添加额外电子可从根本上改变硼团簇的结构和成键性质。基于此,我们成功预测同轴三层三明治结构Be6B102-团簇。鉴于其二价荷电特征,该团簇可视为模型体系。它由轻微拉长B10单环和两个Be3环组成。后者形成三棱柱结构,但层间Be-Be无成键作用。与Be3环相比,Bi0单环展示结构和化学整体性,却显着不同于三角形平面密堆积型裸B10团簇。化学成键分析揭示在Be6B102-团簇中,B10环具有10π/10σ电子离域,而每个Be3环各展示一个2σ电子离域,共同导致三明治团簇的2σ/10π/10σ/2σ四重芳香性。电荷分析显示该体系是一个高电荷转移化合物,可被视为[Be3]4+[B10]10-[Be3]4+的离子复合物。基于电子嬗变概念,[B10]10-可从化学上转化为C10团簇,两者具有相似化学成键。此外,分子动力学模拟表明Be6B102-团簇具有双重动力学流变模式:硼环转动与三棱柱Be6扭摆。在高达1500 K的温度下,该体系仍能保持结构完整性。5.双环管状芳香Pd3B26团簇的动力学流变性研究。在DFT水平下设计一例具有“轴承式”流变模式的双环Pd3B26团簇。在我们迄今的结构搜索中,其最稳定结构是由变形B26双环和Pd3等边三角形组成。后者位于B26双环中心。分子动力学模拟显示在室温300 K下,B26双环可围绕Pd3内核自由旋转。化学成键分析表明整个体系具有14π/14σ电子离域,分别符合休克尔(4n+2)规则,具有双重π/σ芳香性。该成键图象可近似表述为[Pd3]2+[B26]2-离子复合物。事实上,Pd3和B26之间通过混合共价和离子作用键合,其独特的成键特征促进体系的结构动力学流变。该体系的研究将硼单环三维分子马达拓展到硼双环结构,进一步丰富硼基马达家族。此外,磁感应环电流图也进一步验证该体系的芳香性。第三部分:气相红外光解离谱学研究6.过渡金属配合物Ta(N2)n+团簇的红外光解离实验和理论研究。本工作采用脉冲激光蒸发团簇源在高真空气相实验中制备过渡金属配合物Ta(N2)n+团簇。对n=6-11的配合物进行质量选择并与红外光相互作用,经采集系统获得相应N≡N的振动频率。红外光解离谱学实验结果表明Ta+的饱和配位数为6,该结论不同于Ta(CO)n+配合物。前者为非经典16电子体系,而后者遵循18电子规则。红外振动谱表明所有N-N特征峰相对于自由N2振动峰,均红移约170 cm-1,揭示Ta-N2配体之间的强相互作用。基于实验和理论结果对比确认Ta(N2)6+的基态结构是变形八面体结构。化学成键表明Ta(N2)6+配合物存在强Ta→N2π反馈作用,由此导致特征峰红移。该配合物团簇本质上是类Kr超原子(superatom)体系,可通过分子轨道分析予以直观的展示和阐释。
夏洋峰[4](2021)在《离子液体催化酮连氮合成2-吡唑啉衍生物的研究》文中研究指明酮连氮环化反应是制备2-吡唑啉衍生物的重要方法,其原子利用率可达100%。该反应现用催化剂(如草酸、单质碘等)存在着污染大、催化效率低及分离难等不足,开发绿色、高效催化剂对酮连氮环化制备2-吡唑啉衍生物具有重大意义。本论文以新型离子液体催化剂设计为核心,制备了 Lewis酸类离子液体、磺酸类离子液体和聚合离子液体三类催化剂,显着提升了酮连氮环化反应的效率。结合密度泛函理论(DFT)计算,揭示了酮连氮环化合成2-吡唑啉衍生物的反应机理,为酮连氮环化制备2-吡唑啉衍生物反应工艺提供了数据和理论支撑。论文主要进展如下:(1)开发了Fe基Lewis酸催化酮连氮环化制备2-吡唑啉衍生物的反应体系。实验结果显示,在4mol%FeCl3、80℃和6h的反应条件下,丙酮连氮的转化率高达95%,产物3,5,5-三甲基-2-吡唑啉的选择性保持在99%。DFT计算结果表明,酮连氮环化合成2-吡唑啉衍生物由两步基元反应组成,分别为构型转变步骤和环化步骤,其中环化步骤的能垒高(40.32 kcal/mol),为反应的决速步骤。反应静电势(ESP)和电子定域函数(ELF)分析可知,FeCl3的加入可以显着地改变酮连氮分子表面的ESP分布,降低反应过渡态能垒,提高酮连氮环化反应生成2-吡唑啉衍生物的转化率。(2)设计合成了酸性可调的Fe基Lewis酸离子液体用于催化酮连氮环化反应制备2-吡唑啉衍生物。Lewis酸离子液体的催化效果显示,[Bmim]Cl-2.0FeCl3催化活性最高,5h内丙酮连氮的转化率可达96%。酮连氮的底物拓展实验表明,酮连氮取代基R基团的碳数越小,其转化率越高,活性顺序为:甲基(96%)>乙基(88%)>正丙基(82%)>正丁基(75%)。在基团碳数相同情况下,R基团为正构烷烃的反应效果优于相应的异构烷烃,转化率顺序为:正丙基(82%)>异丙基(45%);正丁基(75%)>异丁基(43%)>叔丁基(11%)。(3)设计合成了 Br(?)nsted磺酸类离子液体,实现了高效催化酮连氮制备2-吡唑啉衍生物。以磺酸根为给质子基团,通过疏水性基团、烷基链长、阴离子的调控,共获得9种离子液体催化剂。实验结果表明,[PsBim][CF3SO3]催化性能最优,4 h内丙酮连氮的转化率可达98%,选择性保持99%。DFT计算结果表明,该类离子液体阴阳离子能够协同作用于酮连氮分子,分别降低了构型转变步骤和环化步骤的过渡态自由能垒,构型转变在室温下可以自发完成(半衰期t1/2=1.34×10-2 h),并进一步获得了实验验证。(4)设计合成了新型聚合离子液体微球催化剂,构建了酮连氮制备2-吡唑啉衍生物的多相催化体系。分子动力学直径模拟结果显示,酮连氮和2-吡唑啉分子动力学直径最大为10.56 A,小于微球内部平均孔径32.40 A,酮连氮和2-吡唑啉衍生物分子可以在微球材料内部自由进出。实验结果显示,乙烯咪唑(VIM)、二乙烯苯(DVB)、致孔剂甲苯的摩尔比例是调控聚合离子液体微球表面形貌和内部孔结构的关键因素。当VIM、DVB和致孔剂的摩尔比为1:1:6时,聚合离子液体微球的BET比表面积最大(498.8 m2/g),丙酮连氮的转化率和选择性分别为 95%和 99%。
杨丹[5](2020)在《金纳米团簇催化CO2选择性转化》文中进行了进一步梳理金纳米团簇是一类由有机配体保护的具有精确结构的金催化剂,可以在原子尺度上深入探究催化剂结构和性质之间的关系,为研究小分子活化等反应的催化机理提供理论基础。本论文主要研究了不同结构和尺寸的金纳米团簇对催化转化CO2和吡咯烷氧化等催化反应过程的调控和影响,实验结合理论计算,揭示了金纳米团簇控制反应过程的催化机制。主要研究内容如下:1.研究了Au9(PPh3)8(NO3)3、[Au11(PPh3)8Cl2]Cl和Au36(TBBT)24纳米团簇选择性催化转化CO2至C1和C2产物的影响。其中Au9催化CO2加氢的主产物为甲烷,Au36催化主产物为甲酸,Au11催化主产物为C2产物乙醇。实验结合理论计算揭示了CO2与H2在上述金纳米团簇上的反应机理与反应路径,证明该反应过程受CO2与H2的结合能力及催化剂电子结构所控制。2.研究了周期性结构Au8n+4(TBBT)4n+8(n=3~6)纳米团簇对CO2加氢反应的影响。研究发现,随着金原子数目的增加,其催化活性增大;具有对称结构的Au36催化CO2加氢的主产物是甲酸,结构不对称的Au28催化CO2加氢的主产物为甲醇,Au44和Au52催化CO2加氢的主产物均为乙醇。实验和理论计算结果表明,HCOO*物种更容易吸附在Au36表面,加氢转化为甲酸,而COOH*物种更容易在Au28、Au44和Au52表面吸附,氢化裂解成CO*物种,进一步加氢生成CH2O*中间体。在Au44和Au52表面同时易获得CHx*物种,与表面的CO*通过C-C偶联生成乙醇。3.研究了三种不同内核结构的金纳米团簇,即体心立方结构Au38S2(S-Adm)20、六角密堆积结构Au30(S-Adm)18和面心立方结构Au21(S-Adm)15,催化CO2环加成反应制备环碳酸酯的催化性能,催化活性顺序依次为:Au38S2(S-Adm)20>Au21(S-Adm)15>Au30(S-Adm)18。Au38S2(S-Adm)20具有最佳的催化性能归因于其带有更多正电荷,更强的Lewis酸性和更高的化学吸附能力。研究发现单独使用金纳米团簇或助催化剂进行反应时,环氧化物转化率很低。在相同的反应条件下,同时使用金纳米团簇与助催化剂,环氧化物的转化率明显提高,这表明金纳米团簇与助催化剂之间的协同效应在CO2环加成反应中起关键作用。底物原位红外吸附研究表明助催化剂对CO2的吸附和活化有很大的影响,而对底物的吸附和活化影响较小。4.研究了由两个Au13单元分别通过1个、3个、12个Au原子融合形成的[Au25(PPh3)10(SC2H4Ph)5X2]2+、Au38(SC2H4Ph)24和[Au25(SC2H4Ph)18]-金纳米团簇,简写为Auvf、Auff和Aubf,催化吡咯烷氧化制备γ-丁内酰胺反应。研究发现,二十面体Au13单元的结构融合伴随着催化活性的演变,催化活性顺序为Aubf>Auff>Auvf。其主要原因是Au13单元融合程度更高的Aubf具有开放的外原子壳层,其富电子内核Au13和缺电子Au12壳层,可以更好吸附和活化氧气和吡咯烷分子。同时硫醇配体的烷基链越短,其催化活性越高,这主要是短链硫醇分子的空间位阻较小引起的。本工作从原子水平为纳米催化剂的设计和优化带来新的思路。
陈力川[6](2020)在《单分子器件中量子干涉效应的研究》文中研究指明分子电子学是从单分子尺度研究和探索有机体系的电荷输运性质及相关机理,这对于理解有机分子中的各种量子效应,设计未来的有机光电器件具有十分重要的科学意义。量子干涉效应(quantum interference,QI)描述的是沿着分子不同路径间的电子波函数在传播中发生相互作用而产生的一种量子效应,根据波函数的相位,可以在不同位置产生叠加态增大或减弱的现象,从而引起相长量子干涉或相消量子干涉效应。受量子干涉的影响,分子器件结构的细微调整,可能会引起器件电导发生数量级的变化。认识与调控有机分子中的量子干涉效应对设计新型分子器件与纳米电路有重要的意义。本论文主要是研究分子器件中的量子干涉效应对器件电导的影响。我们设计并合成了一系列不同共轭结构的有机分子,研究分子结构对分子电导的影响,探讨其中量子干涉效应对分子电导的调控机制。模型体系设计考虑了多通道输运、分子长度和锚定位置、同分异构体、给体-受体电子耦合强度、弯曲的共轭体系等多种结构因素。采用扫描隧道显微镜分子断裂结(Scanning Tunneling Microscope Break-Junction,STM-BJ),机械可控分子断裂结(Mechanically Controllable Break Junction,MCBJ)等单分子器件的电学输运特性测量技术,结合基于第一性原理的理论模拟等研究手段,探究了量子干涉效应在调控单分子器件电输运性质中的作用机制。主要研究内容和取得成果如下:1.设计合成了两类具有多个锚定基团的分子导线,并采用MCBJ实验测试结合理论模拟揭示了多个通道之间的量子干涉效应。按照经典的基尔霍夫电路定律所述,传统电子电路中两个并联通道的总电导是各个电导的总和(Gtotal=G1+G2)。但是,在分子电路中,由于各个通道之间的量子干涉效应可能会导致基尔霍夫定律的失效。特别是由部分重叠的多个传输通道组成的单分子电路中,这种干涉效应会更加显着。我们研究了在量子干涉效应存在的情况下,分子电路电导与各个通道电导间的相互关系。我们发现,由于各通道之间量子干涉的存在,由相长和相消QI通道组成的多通道分子电路的电导明显小于各支路电导的加和。相反,由两相消QI通道组成的分子电路表现出电导的加和性。该研究对多通道分子电路中的传输机理和输运调控提出了新认识和方法。2.设计和合成了一系列具有不同锚定位置和长度的二联吡啶分子,并研究了其单分子器件的电学输运性能。由于对位-对位、间位-对位、间位-间位取代分子中存在不同的QI效应,其单分子器件电导表现出不同的分子长度-电导相关性。对位-对位和间位-对位取代分子的电导随长度的增加表现出了指数衰减趋势,而间位-间位取代分子的电导随长度增加表现出异常的现象。理论模拟指出,间位-间位取代分子的电导异常变化,是在相消QI存在下,由锚定基团构象异构造成的。本研究加深了QI效应和构象异构对单分子器件电荷传输影响的认识。3.采用MCBJ技术研究了二酮吡咯并吡咯异构体(SDPP和SPPO)的量子干涉效应的可逆性刺激响应,实现了在单分子水平对有机分子异构体的识别。如何在单分子水平上区分分子结构异构体仍然是一个挑战。对比单分子输运能力,两种异构体的单分子电导是无法区分的。SPPO单分子结可逆性的质子化和去质子化会导致其分子电导17倍以上的变化;但是,SDPP的电导在质子化前后几乎没有变化。SPPO质子化后的电导显着提高会增加两种异构体电导的差异从而实现两种异构体的识别。理论研究揭示了电导的剧烈开关变化是来源于可逆的量子干涉效应。采用刺激性响应和量子干涉相结合的方法可以在单分子水平上增强异构体的识别和电导的开关切换。4.设计合成了一系列具有不同给受体耦合强度的D-A-D型噻吩-芴-噻吩分子,并对其单分子电导的光电响应性质进行了测量。分子导线的电导测试表明,在相同锚定基团和分子长度的情况下,随着芴上面9位取代基的吸电子能力(氢,T-F-T;二甲基,T-DMF-T;羰基,T-FO-T;二氰基甲叉基,T-FCN-T)的增强,导线的电输运能力顺序为T-FCN-T>T-FO-T>T-DMF-T=T-F-T。同时考察了光照条件下,分子导线电输运性能的变化,T-F-T和T-DMF-T电导没有变化,相反T-FO-T分子光照下的输运能力提升了70%,而T-FCN-T的电导发生了下降。实验结果表明光与分子间的相互作用可以用来调控单分子器件的输运,为单分子光电器件的设计提供了新思路。5.设计了一系列含有硫、硒、碲等杂元素的新型碗状分子,并对其进行了单分子电导的性质研究。通过单分子器件测试发现碗状系列分子的电输运能力大多都比较弱,在10-5G0量级。理论计算表明,新型碗状分子特殊的奇对称构型引起费米能级附近处分子轨道的简并,进而产生相消量子干涉现象,并带来较低的电输运能力。这种特殊的分子构型为单分子电子学器件及高性能热电分子的设计提供了新思路。
李磊[7](2020)在《铜胺及铜氨羧配合物基态结构和激发态结构动力学研究》文中研究表明过渡金属配合物是天然金属酶的化学和生物活性中心的重要组成部分。在生物体内或水介质环境下,天然金属酶中多种弱相互作用(如氢键、电离和疏水作用等)将影响过渡金属配合物的结构、性质和状态。过渡金属配合物在水溶剂中的结构研究可为洞察天然金属酶复杂的生物活性奠定基础。铜-氨羧配合物是人工金属模拟酶的一类重要模型分子。铜-氨羧配合物在人工金属酶应用方面已有大量报道,但由于弱相互作用对金属配合物结构的影响导致合成的配合物大多无法体现相应金属酶的催化特性。此外,关于受激后该类金属配合物的激发态结构动力学方面则研究不多。为此,本文借助共振拉曼光谱这一强有力的结构表征和激发态结构动力学研究的光谱学手段,结合密度泛函理论(DFT)和实验振动光谱方法,探究了1,2-环己二胺-铜配合物和组氨酸-铜配合物的结构和激发态结构动力学,为同类配合物结构表征提供参考。主要结论和成果如下:(1)制备了环己二胺-氯化铜和组氨酸-氯化铜配合物。采用用傅里叶红外光谱和共聚焦显微拉曼光谱表征了环己二胺-氯化铜配合物的晶体结构。结合共振拉曼光谱和密度泛函理论方法(B3LYP泛函)获得了配合物在水溶液中的结构和激发态结构动力学,计算获得了与环己二胺-氯化铜和组氨酸-氯化铜配合物产物相关的一系列可能中间体和产物的优化结构、稳定化能和吉布斯自由能,以及在水溶液中配合物晶体析出反应的吉布斯自由能。探究了在配合物晶体结构的形成中Cl-离子参与的氢键弱相互作用和平衡电荷作用。采用含时密度泛函理论方法(TD-B3LYP)计算获得了配合物的电子跃迁能和跃迁轨道等信息。(2)环己二胺-氯化铜配合物晶体结构单元被确定为[Cu(Dach)2H2O]Cl2,其中[Cu(Dach)2]2+形成Cu N4的平面四边形结构,H2O位于轴向,两Cl-离子通过氢键和电荷平衡的双重作用参与晶体结构单元的形成。在水溶液中,环己二胺-铜配合物离子的结构以[Cu(Dach)2H2O]2+和[Cu(Dach)2Cl]+为主。由于Cl-离子与NH2基团间的氢键作用以及与中心Cu2+离子间的电荷平衡作用,在水中析出晶体的反应过程可表达为:[Cu(Dach)2H2O]2++2Cl-?[Cu(Dach)2H2O]Cl2和[Cu(Dach)2Cl]++H2O+Cl-?[Cu(Dach)2H2O]Cl2。(3)在水溶液中,环己二胺-铜配合物离子在紫外光谱区域有一强吸收带A带,基于TD-DFT计算结果,A-带被指认为从环己二胺配体(L)到Cu2+(M)的电荷转移跃迁,即σ(L)→dxy(M)的LMCT电子跃迁。环己二胺-铜配合物离子在水溶液中的共振拉曼光谱被指认为Cu-N伸缩振动、Cu-N-C弯曲振动、H-N-H弯曲振动、N-C-C弯曲振动等振动模,其中Cu-N和N-C-C振动模占据共振拉曼的主要部分,在Franck-Condon区域内A带初始反应坐标主要沿着Cu-N伸缩振动进行。(4)在水溶液中,组氨酸-铜配合物离子以配合物b2 Cu[H(Nam,Ooc),(Nam,Nim,Ooc)]+和配合物c8[Cu(H(Nam,Ooc),(Nam,Nim,HOoc))]2+为主。获得了组氨酸-铜配合物在水溶液中的紫外光谱,发现其紫外光谱区域内有A、B二个吸收带。研究结果发现配合物b2和c8给出的电子跃迁信息相同,两个吸收带都可归属为组氨酸到铜的σ(L)→dxy(M)的电子跃迁。组氨酸-铜配合物的激发态动力学进行过程是多维性的,A带的初始反应动力学坐标主要沿着Cu-OOC伸缩振动、O=C=O弯曲振动和C-O-Cu弯曲振动等振动模展开;B带的初始反应动力学坐标主要沿着Cu-Nan/Cu-Nim伸缩振动、=N-C-C弯曲振动、=N-C-N弯曲振动和C=C伸缩振动等振动模展开。
贺亚妮[8](2020)在《新型高效近红外发光Ir3+/Pt2+-配合物的设计合成及其光电性能研究》文中提出随着有机近红外电致发光二极管(NIR-OLED)在光通讯、国防、信息安全和夜视显示等领域的深入应用,基于合成简单和稳定性好的环金属铱(Ⅲ)配合物具有独特的光物理性能如发光颜色易调、量子产率高及磷光寿命较短等决定了其在电致近红外发光领域存在极大的发展潜力,并成为近年来的研究热点之一。目前,虽然基于环金属铱(Ⅲ)配合物开发的NIR-OLED/PLED已取得了一定的进展,但仍然存在近红外发光色纯度低和器件电致发光性能差等不足,成为制约NIR-OLED/PLED发展的“瓶颈”问题。为了解决这一科学难题,本论文首先尝试从分子设计角度出发,通过刚性的主配体以及具有推拉电子效应的辅助配体等的利用而开发出既能够发射高色纯度近红外光又具有较高磷光量子产率的新型环金属铱(Ⅲ)配合物;并结合密度泛函理论计算(TD-DFT),对其光物理性能、热稳定性及电化学性能等进行了研究。同时,通过合理的器件结构设计,将筛选出的具有优良光致近红外发光性能的环金属铱(Ⅲ)配合物应用于电致发光器件创制而实现了高性能表现的NIR-OLED/PLED,并深入研究了材料分子结构和电致发光性能的构效关系。主要的研究内容和研究结果如下:1)采用强共轭性的Hdpbq(2,3-diphenylbenzo[g]quinoxaline)作为C^N主配体的环金属铱(Ⅲ)配合物构筑。鉴于[Ir(C^N)2(O^O)]-构型环金属铱(Ⅲ)配合物的合成相对成熟,分别选用β-二酮Hdbm((Z)-3-hydroxy-1,3-diphenylprop-2-en-1-one)或咪唑二酮Htfhe-pmp(4-(2,2,2-trifluoroacetyl)-1-phenyl-3-methyl-1H-pyrazol-5(4H)-one)及Hdmb-pmp(4-(3,3-dimethylbutanoyl)-1-phenyl-3-methyl-1H-pyrazol-5(4H)-one)作为O^O螯合辅助配体。通过主配体、辅助配体及IrCl3·nH2O在一定条件下的反应,成功开发了系列具有光致近红外发光特性的环金属铱(Ⅲ)配合物[Ir(dpbq)2(O^O)](1-3)。研究表明:配合物1-3具备良好的热稳定性和电化学性能。其中,配合物1-3的最大发射波长均为lPL=780 nm且近红外光色纯度均大于99.5%,配合物1-3的量子产率(37)PL=1.82-2.50%,磷光寿命t=0.28-0.32ms。通过密度泛函理论计算(TD-DFT)出配合物1-3的紫外吸收主要为1,3LLCT和1,3MLCT的混合态跃迁,三重态的特性(T1)3MLC T占主体还有少量的3LC。2)利用具有更共轭大刚性的C^N主配体Htpbz(tribenzo[a,c,i]phenazine)及具有推/拉电子效应的N^O席呋碱辅助配体与IrCl3·nH2O进行配位反应,得到系列六配位八面体几何构型的环金属铱(Ⅲ)配合物[Ir(tpbz)2(N^O)](4-7)。通过对配合物的结构和光物理性能的研究表明:配合物4-7光致发光的最大发射波长lPL=835 nm,相比于上一系列的配合物1-3实现了发光波长的明显红移,并且近红外光色纯度可以达到100%。同时,配合物4-7的量子效率(37)PL=1.14-2.08%,磷光寿命t=0.18-0.25ms。并且,配合物4-7也具有良好的热稳定性和电化学性能。利用TD-DFT理论计算得到环金属铱(Ⅲ)配合物[Ir(tpbz)2(N^O)](4-7)的紫外吸收的主要跃迁方式为1,3LLC T和1,3MLCT的混合态跃迁,三重态的特性主要为3MLCT。3)分别选用两个在深红光至近红外光区具有良好光物理性能表现的典型C^N配体Hdpqx(2,3-diphenylquinoxaline)和Hiqbt(1-(benzo[b]thiophen-2-yl)-isoquinoline)作为主配体,同时采用功能性的N^N辅助配体HPBI(2-(pyridin-2-yl)-1H-benzo[d]imidazole)与IrCl3·nH2O进行配位反应,得到两个单核环金属铱(Ⅲ)配合物[Ir(dpqx)2(PBI)](8)和[Ir(iqbt)2(PBI)](9)。光物理性能研究表明:配合物8能够发射深红光(lPL=640 nm,(37)PL=0.86%),而配合物9发射出近红外光(lPL=690 nm,(37)PL=0.69%)。再分别基于单核铱(Ⅲ)配合物8或9而引入Pt2+与乙酰丙酮(Hacac),分别得到两个Ir3+-Pt2+异二核金属配合物[Ir(dpqx)2(PBI)Pt(acac)](10)和[Ir(iqbt)2(PBI)Pt(acac)](11)。研究表明:配合物10和11光致发光的最大波长分别位于693 nm和682 nm,发光量子产率分别为8.37%和6.34%;故在单核铱(Ⅲ)配合物中引入另一种高能态的金属Pt(II)后可以有效地改善材料的发光性能。同样,通过TD-DFT理论计算出配合物8-11的紫外吸收主要来源于1,3LLCT和1,3MLCT的混合态跃迁,三重态的特性主要为3MLC T。4)基于材料性能并结合能量匹配方面着手设计合理的器件结构,分别将配合物8-11作为器件发光层的客体材料,制备结构为ITO/PEDOT:PSS(40 nm)/PVK(30%):complexes 8/9/10/11(40%):OXD-7(30%)(80 nm)/TPBi(30 nm)/LiF(1 nm)/Al(120 nm)的发光器件PLED-I、NIR-PLED-II、NIR-PLED-Ⅲ、NIR-PLED-IV。电致发光性能研究表明:除光色恒定外,器件I-IV的发光亮度(Lem ax)或辐照度(Rmax)分别为42.88 cd/m2、9.62 W/sr·cm2、47.84 W/sr·cm2及18.01 W/sr·cm2,最大外量子效率(ηEQEmax)分别为5.51%、2.33%、6.80%和8.11%。因此,基于单核Ir3+配合物8和9后修饰的Ir3+-Pt2+的异二核金属配合物10和11,电致发光的各项性能明显优于单核Ir3+配合物8和9而首次实现了基于Ir3+-Pt2+异二核金属配合物的高性能近红外发光器件NIR-PLEDs。
王玉秀[9](2020)在《石墨烯和硫属化合物内嵌过渡金属配合物的输运性质研究》文中指出石墨烯和过渡金属硫化物(TMDs)优良的电学、光学、磁学性质以及广泛的应用激发了人们极大的研究热情。通过表面功能化、共价掺杂、应变工程、堆积或插层等改性方式在其基础上形成的新型二维(2D)材料拓宽了其应用范围。其中,共价嵌入过渡金属配合物的研究备受青睐,但卟啉分子以共价的方式嵌入石墨烯纳米带(GNR)和过渡金属配合物嵌入TMDs层间的研究罕见报道。本文采用密度泛函理论(DFT)和非平衡格林函数(NEGF)相结合的第一性原理计算方法对上述两种复合物进行了研究,揭示了它们在磁性器件、光电器件以及自旋滤波器等领域的潜在应用,研究内容如下:首先,将铁卟啉(Fe PP)以共价的方式嵌入GNR形成一维(1D)复合体系Fe PP-GNR,并研究了该平面结构(标记为p)及其褶皱异构体(标记为w)的输运性质,综合考察了Fe PP的嵌入位置、Fe PP的嵌入浓度和压缩应变对性质的影响。结果表明,嵌入高浓度Fe PP的复合物倾向于铁磁性(FM)基态而嵌入低浓度Fe PP的复合物则倾向于反铁磁性(AFM)基态。自旋极化现象随应变强度τ的增加越来越明显并且磁矩随τ的增加而增大。嵌入高浓度的Fe PP使体系具有更高的导电性,嵌入低浓度Fe PP的复合物表现出明显的负微分电阻(NDR)效应。复合体系的磁性、电子结构和输运性质可通过应变、Fe PP的嵌入位置和浓度进行调控。其次,不同尺寸的Fe PP-GNR单层采用四种堆积方式构成了双层体系m AA、m AB、m AA’和m AB’并研究了其输运性质,其中m=1、2、3和4体现了纳米带晶胞尺寸由小到大。结果表明,所有体系均表现为FM基态,m=1、2和3的体系表现为金属性而m=4的体系表现为半导体性。选择典型的金属性的m=1体系和半导体性的m=4体系进行深入研究。结果表明,八个体系均具有较大的磁矩并且载流子传输主要依赖于双层中的Fe-Fe相互作用。所有m=1体系均表现出极化输运特性,自旋向下态的电流高于自旋向上态,堆积类型和纳米带的尺寸均会影响体系的导电性。1AB、1AB’和1AA’体系在-1.0~1.0 V偏压内的大部分自旋滤波效率(SFE)大于80%,尤其是1AA’体系的SFE接近于100%。m=4体系表现出明显的NDR效应,其中4AB’体系还表现出电流翻转现象。最后研究了PdCl2/Pt Cl2配合物共价嵌入TMDs层间形成的新型插层复合体系PdCl2/Pt Cl2-MX2(M=Mo,W;X=S,Se)的输运性质。结果表明,Pd/Pt倾向于采用PdCl2X2/Pt Cl2X2的平面四齿配位方式。PdCl2/Pt Cl2的插层增加了体系中电子-空穴复合的机会,并且其衍生带隙被MX2的价带最大值(VBM)和导带最小值(CBM)屏蔽,有利于提高荧光量子产率。然而,PdCl2/Pt Cl2的嵌入对载流子的传输发挥了陷阱效应,复合体系的电导率较MX2体系略有下降。输运性质表现出明显的各向异性,锯齿型体系的导电性高于扶手椅型体系。光电流效应(PGE)的结果与电导率相反,扶手椅型体系比锯齿型体系表现出更强的光响应。对于给定的MX2,PdCl2比Pt Cl2具有更大的光响应。此外,光响应强度可通过偏振角θ和光子能量进行调谐,可设计光响应开关。
宋崇平[10](2020)在《理论研究蓝磷光金属配合物激发态性质及分子设计》文中指出有机电致发光器件(Organic Light-Emitting Devices,OLEDs)由于在固态照明和平板显示领域有广阔的应用前景而备受关注。过渡金属配合物可以同时捕获单线态和三线态激子,理论上量子效率可以达到100%,因此被广泛应用于OLEDs中。在众多过渡金属配合物中,Pt(II)和Ir(III)金属配合物由于具有短磷光寿命、高量子效率和热稳定性好而被广泛研究。众所周知,利用红绿蓝三基色原理可以实现全色显示。与红和绿磷光金属配合物的商业化应用相比,高效且长期运行稳定的室温蓝磷光仍然是一个重大的挑战。由于磷光发光过程比较复杂,目前对它的理论研究还比较少,特别是对激发态性质的研究。本论文,我们采用量子化学计算方法研究了蓝磷光Pt(II)和Ir(III)配合物的激发态性质,特别是对辐射和非辐射失活过程进行了深入研究。此外,我们也从理论上研究了金属辅助延迟荧光(Metal-Assisted Delayed Fluorescence,MADF)Pd(II)配合物的激发态性质,并阐述了它们的发光机理。基于对激发态性质的深入理解,我们也设计了一系列材料并预测了材料的性质,从而为设计高效稳定的深蓝光材料提供可行指导。研究内容包括以下四个部分:第一部分:我们对具有亚苯基桥连钳状配体的Pt(II)配合物的激发态性质进行了全面研究,目的是合理地解释量子效率的显着差异的原因。采用密度泛函理论(DFT)和含时DFT(TDDFT)方法研究了配合物的几何和电子结构、吸收和发射性质,同时详细分析了决定量子效率的相关激发态的辐射和非辐射失活过程。为了更好地揭示非辐射失活对磷光量子效率的影响,我们还探索了通过各种路径进行非辐射失活的势能曲线。计算结果表明,所研究配合物量子效率差异的原因在于它们不同的非辐射失活路径。并且激发态的稳定性对获得高效发射至关重要,因此通过增加配合物的刚性和提高配体场强可能抑制金属中心(3MC)态的形成,有利于效率的提升。我们希望此工作能够更深入地了解激发态的性质,并更好地理解结构相似的配合物的激发态行为,为高效蓝磷光Pt(II)配合物的设计提供理论指导。第二部分:我们对具有异构化苯基三唑(ptz)配体的Ir(III)配合物进行了量子化学研究。异构化的ptz配体造成了配合物的光物理性质有显着差异,但在量子效率上存在显着差异的原因仍不清楚,需要在微观上进行深入的研究。为了更好地理解异构化ptz配体对蓝磷光Ir(III)配合物的光物理性质的影响,我们计算分析了配合物的几何和电子结构、吸收和发射性质、以及影响量子效率的相关参数。分析结果表明,所研究配合物的辐射速率是可比较的,并且处于同一数量级,通过3MC态或非辐射振动弛豫的不同热失活途径是造成量子效率差异的原因。基于计算结果,我们深入了解了具有不同ptz配体的Ir(III)配合物的结构与性质之间的关系,解释了该类型的Ir(III)配合物的发光性质并揭示了其激发态行为,从而为具有ptz配体的高效蓝磷光Ir(III)配合物的合理设计提供了启示。第三部分:我们利用理论计算方法研究了一系列以dfppy(dfppy=2-(2,4-二氟苯基)吡啶)为基础配体的深蓝光Ir(III)配合物的发光性质。为了获得深蓝光发射,我们保持辅助配体苯基吡啶次膦酸酯不变,采取在dfppy主配体上引入强吸电子基团-CN、-CF3和邻碳硼烷,及引入位阻较大的供电基团叔丁基的策略来设计新的蓝光Ir(III)配合物。通过DFT和TDDFT方法计算研究了配合物的吸收和发射性质、激发态的辐射和非辐射失活过程、及电荷注入和传输特性,并预测了设计配合物的发光性质。计算结果表明:在dfppy配体上引入吸电子基团可以有效地将发射光色调至深蓝光,并且所设计的配合物具有理想的量子效率。此外,设计的配合物有较好的电荷传输性质,它们可能是潜在的高效深蓝光材料。这个工作对基于dfppy配体的深蓝光Ir(III)金属配合物的设计提供了思路。第四部分:MADF材料可以实现高能级发射有利于光色的蓝移。在这个工作中我们对具有咔唑基吡啶基四齿配体的Pd(II)配合物的激发态性质进行了理论研究。通过DFT和TDDFT方法详细分析了几何和电子结构,吸收和发射性质,荧光和磷光辐射速率、单线态和三线态能级差、激发态的系间穿越和反系间穿越速率等。我们旨在说明MADF的发光机制,并揭示相关激发态的系间和反系间穿越过程的本质。基于我们对MADF的理解,我们还通过增强供电子单元的策略设计了新的MADF材料,并预测了新设计配合物的发光性质。计算结果表明:所设计的Pd(II)配合物实现了热延迟荧光发射。这个工作深入理解了MADF Pd(II)配合物的结构与性质的关系,并为设计高能级发射材料提供可行的理论指导。
二、S_2Cl_2异构体最大硬度原理的密度泛函理论研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、S_2Cl_2异构体最大硬度原理的密度泛函理论研究(论文提纲范文)
(1)新型超原子和超原子复合物的理论设计(论文提纲范文)
评阅意见 |
答辩决议书 |
摘要 |
Abstarct |
第1章 引言 |
1.1 团簇的概念及发展 |
1.2 Zintl团簇 |
1.3 团簇的稳定性规则 |
1.3.1 Jellium模型 |
1.3.2 Wade-Mingos规则 |
1.4 超原子的概念及研究现状 |
1.4.1 超碱金属 |
1.4.2 超卤素 |
1.5 超原子复合物及应用前景 |
1.6 本文研究内容及意义 |
第2章 理论基础和计算方法 |
2.1 分子轨道理论 |
2.1.1 闭壳层分子的Hartree-Fock-Roothann方程 |
2.1.2 开壳层分子的Hartree-Fock-Roothann方程 |
2.2 电子相关问题 |
2.2.1 微扰理论方法 |
2.2.2 耦合簇方法(Coupled-cluster,CC) |
2.3 密度泛函理论 |
2.4 基组问题 |
2.4.1 基组的选择 |
2.4.2 基组重叠误差(BSSE) |
第3章 基于Zintl团簇设计类氧超原子 |
3.1 引言 |
3.2 计算方法 |
3.3 结构与讨论 |
3.3.1 Ge_9Be和 Ge_9Be~(2-)的几何特征 |
3.3.2 类氧特性 |
3.3.2.1 垂直电子亲和势 |
3.3.2.2 分子轨道分析 |
3.3.3 Ge_9Be在化合物中的化学行为 |
3.3.3.1 (Ge_9Be)Li_n(n=1~5) |
3.3.3.2 Ge_9Be的(超)碱土金属化合物 |
3.3.3.3 Ge_9Be与第二周期元素及超原子Al_7~-形成的化合物 |
3.3.3.4 基于Ge_9Be的“超过氧化物” |
3.4 本章小结 |
第4章 含锂配体的类氧超原子 |
4.1 引言 |
4.2 计算方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 Sn_8Be,Li_2Sn_8Be和 Li_2Sn_8Be~(2-)的几何特征 |
4.3.2 稳定性 |
4.3.3 Li_2Sn_8Mg和 Li_2Sn_8Mg~(2-)的几何结构和稳定性 |
4.3.4 垂直电子亲和势 |
4.3.5 Li_2Sn_8Be化合物 |
4.3.5.1 (超)碱金属化合物 |
4.3.5.2 (超)碱土金属化合物 |
4.3.5.3 与第二周期元素形成的化合物 |
4.3.5.4 基于Li_2Sn_8Be的超过氧化物 |
4.4 本章小结 |
第5章 多价超原子Be_(11) |
5.1 引言 |
5.2 计算方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 Be_(11)超原子的几何结构和电子特性 |
5.3.2 Be_(11)化合物 |
5.3.2.1 Be_(11)M(M代表第二、三、四周期原子) |
5.3.2.2 Be_(11)(超)卤化物 |
5.3.2.3 Be_(11)的氧化物和氢氧化物 |
5.4 本章小结 |
第6章 基于类氧超原子Ge_9Be构建超盐分子多聚体 |
6.1 引言 |
6.2 计算方法 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 (Ge_9Be)M_n(M= Mg_2F_3、Ca_2F_3和Ca_3F_5;n=2,3)化合物 |
6.3.2 多核超级碱金属 |
6.3.3 [(Ge_9Be)M_2]_n(M= Mg_2F_3和Ca_2F_3,n= 1~10)组装体 |
6.4 本章小结 |
第7章 超卤素氧化芳香杂环分子 |
7.1 引言 |
7.2 计算方法 |
7.3 结构与讨论 |
7.3.1 .L/Al F_4(L=C_4H_5N、C_4H_4O、C_4H_4S和C_5H_5N) |
7.3.2 .L/MgF_3(L=C_4H_5N、C_4H_4O、C_4H_4S和C_5H_5N) |
7.3.3 .L/Li F_2和 L/LiCl_2(L=C_4H_5N、C_4H_4O、C_4H_4S和C_5H_5N)。 |
7.3.4 .C_5H_5N的氧化 |
7.4 本章小结 |
第8章 总结与展望 |
8.1 总结 |
8.2 展望 |
参考文献 |
作者简介及科研成果 |
致谢 |
(2)碱/碱土金属硫属中红外光学晶体设计与制备(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景、研究目的和意义 |
1.2 红外非线性光学晶体的研究及现状 |
1.2.1 AgGaS_2(AGS)、AgGaSe_2(AGSe)和ZnGeP_2(ZGP)晶体 |
1.2.2 LiMQ_2(M= Ga,In;Q =S,Se,Te)系列晶体 |
1.2.3 BaGa_4Q_7(Q=S,Se)系列晶体 |
1.2.4 BaGa_2GeQ_6(Q= S,Se)系列晶体 |
1.2.5 AgGaGeS_4晶体 |
1.2.6 CdSiP_2晶体 |
1.3 新型红外非线性光学晶体材料的探索及研究现状 |
1.3.1 金属-磷硫属化物体系 |
1.3.2 金属-硼硫化物体系 |
1.3.3 金属卤化物 |
1.3.4 金属硫属化合物体系 |
1.4 本文的主要研究内容 |
第2章 新型碱金属-d~(10)金属复合硫化物Li_2M~(d10)SiS_4(M~(d10) =Zn,Cd)的光学性能 |
2.1 引言 |
2.2 高温熔融自发结晶法制备晶体 |
2.3 X-射线单晶衍射及结构解析 |
2.3.1 X-射线单晶衍射及结构解析方法 |
2.3.2 Li_2M~(II)SiS_4的单晶结构数据 |
2.4 Li2M~(II)SiS4 晶体的结构 |
2.4.1 Li_2ZnSiS_4的粉末XRD |
2.4.2 Li_2CdSiS_4的粉末XRD及粉末结构精修 |
2.4.3 Li_2CdSiS_4晶体的能量色散X-射线光谱 |
2.4.4 Li2Zn Si S4 的晶体结构 |
2.4.5 从Li_2ZnSiS_4到Li_2CdSiS_4的晶体结构转变 |
2.5 光学性能表征 |
2.5.1 紫外-可见-近红外漫反射光谱 |
2.5.2 激光损伤阈值 |
2.5.3 2 μm红外光粉末倍频效应 |
2.5.4 红外吸收光谱及拉曼光谱 |
2.6 Li_2M~(II)SiS_4构效关系分析 |
2.6.1 能带结构及态密度计算 |
2.6.2 非线性光学系数及倍频密度计算 |
2.7 本章小结 |
第3章 碱金属-碱土金属复合硒化物Li_2BaSi Se_4的光学性能研究及理论计算 |
3.1 引言 |
3.2 Li_2BaSiSe_4的晶体制备 |
3.3 Li_2Ba SiSe_4的单晶结构解析 |
3.4 Li_2BaSiSe_4晶体结构描述 |
3.5 Li_2BaSiSe_4晶体性能表征 |
3.5.1 紫外–可见–近红外漫反射光谱及拉曼光谱 |
3.5.2 2 μm红外光粉末倍频效应 |
3.6 Li_2Ba Si Se_4的构效关系分析 |
3.6.1 能带结构 |
3.6.2 全态密度和分态密度 |
3.7 A~I_2B~(II)C~(IV)D~(VI)_4体系中组成与性能关系分析 |
3.7.1 A位原子对结构和性能的影响 |
3.7.2 B位原子对结构和性能的影响 |
3.7.3 C位原子对结构和性能的影响 |
3.7.4 D位原子对结构和性能的影响 |
3.8 本章小结 |
第4章 新型复合碱金属Li_2Cs_4Ge_2S_5(S_2)Cl_2的结构及理论计算 |
4.1 引言 |
4.2 Li_2Cs_4Ge_2S_5(S_2)Cl_2晶体的制备 |
4.3 Li_2Cs_4Ge_2S_5(S_2)Cl_2的单晶结构解 |
4.4 Li2Cs4Ge2S5(S2)Cl2 结构描述 |
4.5 Li_2Cs_4Ge_2S_5(S_2)Cl_2晶体的第一性原理计算 |
4.5.1 能带结构 |
4.5.2 全态密度和分态密度 |
4.5.3 双折射率计算 |
4.5.4 非线性光学系数及倍频密度 |
4.6 本章小结 |
第5章 含特殊结构的中心对称化合物Li_3Ge_3Se_6和Ba_4(BS_3S)_2S_4的结构及理论计算 |
5.1 引言 |
5.2 晶体的制备 |
5.2.1 Li3Ge3Se6 的晶体制备 |
5.2.2 Ba_4(BS_3S)_2S_4的晶体制备 |
5.3 单晶结构测试 |
5.3.1 Li3Ge3Se6 单晶结构数据 |
5.3.2 Ba_4(BS_3S)_2S_4单晶结构数据 |
5.4 单晶能量色散X射线光谱 |
5.4.1 Li_3Ge_3Se_6的单晶能量色散X射线光谱 |
5.4.2 Ba_4(BS_3S)_2S_4的单晶能量色散X射线光谱 |
5.5 晶体结构描述 |
5.5.1 粉末XRD测试 |
5.5.2 Li3Ge3Se6 的结构 |
5.5.3 Ba_4(BS_3S)_2S_4的晶体结构描述 |
5.6 光谱测试 |
5.6.1 紫外–可见–近红外光谱及光学带隙 |
5.6.2 Li_3Ge_3Se_6晶体的红外及拉曼光谱 |
5.6.3 Ba_4(BS_3S)_2S_4的红外吸收光谱 |
5.7 能带、电子态密度计算 |
5.7.1 Li_3Ge_3Se_6的能带结构及态密度 |
5.7.2 Ba_4(BS_3S)_2S_4的能带结构及态密度 |
5.8 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(3)硼基掺杂复合团簇的新颖结构、化学成键和动力学流变性研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
第一部分 研究背景和研究方法 |
第一章 前言 |
1.1 硼团簇:平面、管状和硼球烯结构 |
1.2 硼基二元团簇的研究概况 |
1.2.1 金属掺杂硼团簇 |
1.2.2 碳掺杂硼团簇 |
1.3 硼基纳米团簇的结构流变性研究 |
1.4 电子嬗变 |
1.5 过渡金属-氮分子配合物的红外谱学研究 |
1.6 论文课题的选择、目的和内容 |
第二章 理论和实验方法 |
2.1 理论方法 |
2.1.1 薛定谔方程 |
2.1.2 耦合簇方法 |
2.1.3 密度泛函理论 |
2.1.4 色散矫正的密度泛函理论 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 红外光解离光谱原理 |
2.2.2 红外光解离实验装置 |
2.2.3 红外光解离实验材料 |
2.3 本论文相关的计算程序及研究方法 |
2.3.1 全局极小结构搜索 |
2.3.2 结构优化和频率分析 |
2.3.3 适应性自然密度划分 |
2.3.4 分子动力学模拟 |
第二部分 非经典硼纳米结构 |
第三章 C_nB_(7-n)(n=0-7)团簇的结构和成键研究 |
3.1 引言 |
3.2 研究方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 B_7和B_6C团簇 |
3.3.2 B_5C_2和B_4C_3团簇 |
3.3.3 B_3C_4、B_2C_5和BC_6团簇 |
3.3.4 C_7团簇 |
3.3.5 C_nB_7-_n(n=0-7)团簇的结构演化 |
3.3.6 电荷分布 |
3.3.7 化学成键 |
3.3.8 C原子避免中心高配位位置的原因 |
3.4 本章小结 |
第四章 螺旋Be_6B_(10)~(2-)和Be_6B_(11)~-团簇的化学成键和形成机制 |
4.1 引言 |
4.2 研究方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 螺旋结构 |
4.3.2 韦伯键级和自然原子电荷 |
4.3.3 螺旋Be_6B_(10)~(2-)和Be_6B_(11)~-团簇的化学成键 |
4.3.4 硼螺旋结构的形成机制 |
4.4 本章小结 |
第五章 弓形硼单链Be_6B_7~-团簇与双重电子嬗变 |
5.1 引言 |
5.2 研究方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 Be_6B_7~-团簇的全局极小结构 |
5.3.2 韦伯键级和自然原子电荷 |
5.3.3 Be_6B_7~-团簇的化学成键 |
5.3.4 核独立化学位移 |
5.3.5 电子特性 |
5.3.6 双重电子嬗变 |
5.4 本章小结 |
第三部分 多重芳香性和动力学结构流变性 |
第六章 三层芳香三明治Be_6B_(10)~(2-)团簇的结构、化学成键和动力学流变性研究 |
6.1 引言 |
6.2 研究方法 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 全局极小Be_6B_(10)~(2-)团簇 |
6.3.2 低能量异构体和过渡态结构 |
6.3.3 韦伯键级和自然原子电荷 |
6.3.4 三明治Be_6B_(10)~(2-)团簇的化学成键 |
6.3.5 电子嬗变 |
6.3.6 动力学流变性 |
6.4 本章小结 |
第七章 双环管状芳香Pd_3B_(26)团簇的动力学流变研究 |
7.1 引言 |
7.2 研究方法 |
7.3 结果与讨论 |
7.3.1 最稳定结构和低能量异构体 |
7.3.2 韦伯键级和自然原子电荷 |
7.3.3 动力学流变性 |
7.3.4 化学成键 |
7.3.5 Pd_3B_(26)和C_(13)团簇的成键类比 |
7.4 本章小结 |
第四部分 气相红外光解离谱学研究 |
第八章 过渡金属配合物Ta(N_2)_n~+ (n=6-11)团簇的红外光解离实验和理论研究 |
8.1 引言 |
8.2 实验方法和理论计算方法 |
8.3 结果与讨论 |
8.3.1 质谱 |
8.3.2 Ta(N_2)_n~+ (n=6-11)团簇的红外振动谱 |
8.3.3 理论结果与实验结果对比 |
8.3.4 Ta(N_2)_6~+团簇的几何结构和化学成键 |
8.4 本章小结 |
第五部分 总结与展望 |
第九章 总结与展望 |
9.1 本论文主要结论 |
9.2 工作展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
个人简况及联系方式 |
(4)离子液体催化酮连氮合成2-吡唑啉衍生物的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 2-吡唑啉衍生物 |
1.1.1 2-吡唑啉衍生物简介 |
1.1.2 2-吡唑啉衍生物制备 |
1.2 2-吡唑啉衍生物应用 |
1.2.1 医药领域应用 |
1.2.2 光学领域应用 |
1.2.3 农药领域应用 |
1.2.4 燃料领域应用 |
1.3 离子液体催化剂 |
1.3.1 离子液体简介 |
1.3.2 离子液体催化应用 |
1.3.3 离子液体固载应用 |
1.4 选题背景和研究内容 |
1.4.1 选题背景 |
1.4.2 研究内容 |
第2章 原料及实验方法 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验药品 |
2.2.2 实验设备 |
2.3 测试方法 |
2.4 原料表征 |
2.5 理论计算 |
2.5.1 方法确定 |
2.5.2 基组确定 |
2.5.3 静电势分析 |
2.5.4 电子定域函数分析 |
第3章 Lewis酸离子液体催化酮连氮合成2-吡唑啉衍生物 |
3.1 引言 |
3.2 Lewis酸离子液体合成及表征 |
3.2.1 Lewis酸离子液体合成 |
3.2.2 Lewis酸离子液体酸度测定 |
3.2.3 Lewis酸离子液体热重分析 |
3.3 Lewis酸催化性能评价 |
3.3.1 金属盐催化剂筛选 |
3.3.2 FeCl_3催化剂用量影响 |
3.3.3 反应温度和时间影响 |
3.3.4 反应溶剂影响 |
3.3.5 反应底物影响 |
3.4 Lewis酸催化机理解析 |
3.4.1 结构优化 |
3.4.2 反应静电势分析 |
3.4.3 反应电子定域函数分析 |
3.4.4 反应路径分析 |
3.5 Lewis酸离子液体催化性能评价 |
3.5.1 Lewis酸离子液体催化剂筛选 |
3.5.2 反应温度和时间影响 |
3.5.3 反应底物影响 |
3.6 Lewis酸离子液体催化机理解析 |
3.6.1 结构优化 |
3.6.2 反应机理 |
3.7 本章小结 |
第4章 磺酸类离子液体催化酮连氮合成2-吡唑啉衍生物 |
4.1 引言 |
4.2 离子液体催化剂合成及表征 |
4.2.1 离子液体催化剂合成 |
4.2.2 离子液体催化剂结构表征 |
4.2.3 离子液体催化剂结构分析 |
4.3 离子液体催化剂热稳定分析 |
4.4 离子液体催化剂催化性能评价 |
4.4.1 离子液体催化剂筛选 |
4.4.2 离子液体催化剂用量影响 |
4.4.3 反应温度和时间影响 |
4.4.4 反应底物影响 |
4.4.5 循环使用性能评价 |
4.5 酸性离子液体催化机理研究 |
4.5.1 结构优化 |
4.5.2 反应路径分析 |
4.5.3 反应电子定域函数分析 |
4.5.4 反应动力学分析 |
4.5.5 反应催化机理验证 |
4.6 本章小结 |
第5章 聚合离子液体微球催化酮连氮合成2-吡唑啉衍生物 |
5.1 引言 |
5.2 聚合离子液体微球合成 |
5.2.1 前驱体合成 |
5.2.2 前驱体离子化 |
5.3 聚合离子液体微球表征 |
5.3.1 红外光谱分析 |
5.3.2 X射线光电子能谱分析 |
5.3.3 元素分析 |
5.3.4 比表面积及孔结构分析 |
5.3.5 扫描电镜分析 |
5.3.6 热稳定性分析 |
5.3.7 动力学直径分析 |
5.3.8 微球结构优化 |
5.4 聚合离子液体微球催化性能评价 |
5.4.1 反应温度和时间影响 |
5.4.2 反应底物影响 |
5.4.3 反应机理解析 |
5.4.4 循环使用性能评价 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 研究结论 |
6.2 论文创新点 |
6.3 研究展望 |
参考文献 |
附录1 部分酮连氮及2-吡唑啉衍生物的NMR图 |
附录2 部分离子液体的NMR图 |
附录3 部分Guassian计算物质稳定状态的笛卡尔坐标值 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(5)金纳米团簇催化CO2选择性转化(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 CO_2转化利用 |
1.2.1 CO_2活化利用方法 |
1.2.2 CO_2转化反应 |
1.2.2.1 CO_2环加成反应 |
1.2.2.2 CO_2加氢反应 |
1.2.2.3 CO_2羧化反应 |
1.2.2.4 CO_2酰胺化、甲基化反应 |
1.3 金纳米团簇发展背景 |
1.4 金纳米团簇合成方法 |
1.4.1 直接合成法 |
1.4.2 尺寸聚集方法 |
1.4.3 配体诱导交换法 |
1.4.4 金属还原方法 |
1.4.5 CO还原法 |
1.5 金纳米团簇的结构 |
1.5.1 内核结构 |
1.5.1.1 二十面体结构 |
1.5.1.2 十面体结构 |
1.5.1.3 立方八面体 |
1.5.1.4 面心立方结构(fcc) |
1.5.1.5 体心立方结构(bcc) |
1.5.1.6 六方密堆积结构(hcp) |
1.5.2 表面结构 |
1.6 金纳米团簇在催化领域中的应用 |
1.6.1 选择性氧化反应 |
1.6.1.1 CO氧化 |
1.6.1.2 烃类氧化 |
1.6.1.3 醇类氧化 |
1.6.2 选择性加氢反应 |
1.6.2.1 不饱和酮或醛加氢 |
1.6.2.2 4-硝基苯酚加氢 |
1.6.2.3 对硝基苯甲醛加氢 |
1.6.2.4 炔烃半加氢反应 |
1.6.2.5 CO_2加氢反应 |
1.6.3 偶联反应 |
1.6.4 其它催化反应 |
1.7 选题依据和研究内容 |
参考文献 |
第二章 CO_2在非金属态金纳米团簇上的可控转化 |
2.1 前言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验试剂与仪器 |
2.2.2 金纳米团簇及负载型催化剂的制备 |
2.2.2.1 [Au_9(PPh_3)_8](NO_3)_3和[Au_9(Me PPh_2)_8](NO_3)_3制备 |
2.2.2.2 [Au_(11)(PPh_3)_8Cl_2]Cl和[Au_(11)(PyPPh_2)_8Cl_2]Cl制备 |
2.2.2.3 Au_(36)(TBBT)_(24)和Au_(36)(TPBT)_(24)制备 |
2.2.2.4 负载型催化剂制备 |
2.2.3 表征 |
2.2.4 理论计算方法 |
2.2.5 CO_2催化转化性能评价 |
2.3 结果和讨论 |
2.3.1 金纳米团簇的结构及表征 |
2.3.2 负载型金纳米团簇催化剂的表征 |
2.3.3 载体对CO_2加氢反应的影响 |
2.3.4 反应温度、压力和时间对CO_2加氢反应的影响 |
2.3.5 配体对CO_2加氢反应的影响 |
2.3.6 CO_2加氢反应路径的In-situ FT-IR研究 |
2.3.7 DFT计算CO_2加氢反应可能的反应路径 |
2.4 本章小结 |
参考文献 |
第三章 周期结构Au_(8n+4)(SR)_(4n+8)纳米团簇选择性催化CO_2加氢反应 |
3.1 前言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 试剂与仪器 |
3.2.2 金纳米团簇及负载型催化剂的制备 |
3.2.2.1 Au_(28)(TBBT)_(20)制备 |
3.2.2.2 Au_(36)(TBBT)_(24)、Au_(44)(TBBT)_(28)和Au_(52)(TBBT)_(32)制备.. |
3.2.2.3 负载型催化剂制备 |
3.2.3 表征 |
3.2.4 理论计算方法 |
3.2.5 CO_2催化转化性能评价 |
3.3 结果和讨论 |
3.3.1 金纳米团簇的结构及表征 |
3.3.2 负载型金纳米团簇催化剂的表征 |
3.3.3 CO_2加氢反应研究 |
3.3.4 CO_2加氢反应中配体变化研究 |
3.3.5 CO_2加氢反应路径的In-situ FT-IR研究 |
3.3.6 DFT计算CO_2加氢反应可能的反应路径 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第四章 不同晶相结构的金纳米团簇催化CO_2环加成反应 |
4.1 前言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 试剂与仪器 |
4.2.2 金纳米团簇及负载型催化剂的制备 |
4.2.2.1 Au_(38)S_2(S-Adm)_(20)制备 |
4.2.2.2 Au_(30)(S-Adm)_(18)制备 |
4.2.2.3 Au_(21)(S-Adm)_(15)制备 |
4.2.3 表征 |
4.2.4 CO_2环加成反应性能评价 |
4.3 结果和讨论 |
4.3.1 金纳米团簇的结构及表征 |
4.3.2 CO_2环加成反应 |
4.3.3 CO_2环加成反应机理的In-situ FT-IR研究 |
4.4 本章小结 |
参考文献 |
第五章 金纳米团簇二十面体结构融合对其催化活性的影响 |
5.1 前言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 原料与试剂 |
5.2.2 金纳米团簇及负载型催化剂的制备 |
5.2.2.1 Au_(25)(SR)_(18)纳米团簇的制备 |
5.2.2.2 Au_(38)(SR)_(24)纳米团簇的制备 |
5.2.2.3 Au_(25)(PPh_3)_(10)(SC_2H_4Ph)_5Cl_2纳米团簇的制备 |
5.2.2.4 负载型金纳米团簇催化剂的制备 |
5.2.3 表征 |
5.2.4 吡咯烷氧化性能评价 |
5.3 结果和讨论 |
5.3.1 金纳米团簇的结构及表征 |
5.3.2 吡咯烷氧化反应 |
5.3.3 吡咯烷氧化反应的In-situ FT-IR研究 |
5.3.4 吡咯烷氧化反应的机理研究 |
5.4 本章小结 |
参考文献 |
第六章 全文总结和工作展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 工作展望 |
附录 |
攻读博士学位期间发表的期刊论文 |
致谢 |
(6)单分子器件中量子干涉效应的研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 电子器件发展历程 |
1.2 分子电子学简述 |
1.2.1 分子电子学的定义 |
1.2.2 分子电子学的发展历程 |
1.3 分子电子学电输运机理 |
1.3.1 从宏观导体到微观原子点接触 |
1.3.2 金属-分子-金属结输运机制 |
1.4 分子器件构筑方法 |
1.4.1 单分子自组装膜技术 |
1.4.2 扫描隧道显微镜裂结(STM-BJ)技术 |
1.4.3 机械可控裂结(MCBJ)技术 |
1.4.4 石墨烯基分子结技术 |
1.5 本论文的选题思路和意义 |
第二章 理论基础和计算方法 |
2.1 Born-Oppenheimer与 Hartree-Fock近似 |
2.2 密度泛函理论(DFT) |
2.2.1 Hohenberg-Kohn定理 |
2.2.2 Kohn-Sham方程 |
2.3 交换相关能量泛函 |
2.3.1 局域密度近似 |
2.3.2 广义梯度近似 |
2.3.3 杂化泛函 |
2.4 电子输运理论 |
2.5 本论文理论模拟研究使用软件包 |
2.5.1 ChemBioDraw软件包 |
2.5.2 Gaussian09 软件包 |
2.5.3 QuantumATK软件包 |
2.5.4 MaterialStdudio软件包 |
第三章 实验试剂与测试仪器 |
3.1 主要实验试剂 |
3.2 测试仪器 |
3.2.1 STM-BJ |
3.2.2 MCBJ |
3.2.3 X射线光电子能谱 |
3.2.4 拉曼光谱 |
3.2.5 电化学测试 |
第四章 多通道单分子电路中的非加和性输运 |
4.1 引言 |
4.2 选题思路 |
4.3 目标分子的合成与基本性质表征 |
4.3.1 合成路线 |
4.3.2 基本性质表征 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 多重锚定构型验证 |
4.4.2 多通道分子器件电导测试 |
4.4.3 电导对比分析 |
4.4.4 透射谱计算 |
4.4.5 透射路径分析 |
4.4.6 不同器件构型的透射谱分析 |
4.5 结果与讨论 |
第五章 分子构象异构导致的电导衰减趋势异常 |
5.1 引言 |
5.2 选题思路 |
5.3 合成路线与基本性质表征 |
5.4 实验结果与讨论 |
5.4.1 分子器件电导测试 |
5.4.2 透射谱计算 |
5.4.3 其他因素的研究 |
5.5 结果与讨论 |
第六章 量子干涉的可逆性响应识别同分异构体 |
6.1 引言 |
6.2 选题思路 |
6.3 目标分子合成与基本性质表征 |
6.4 分子MCBJ电子学性质测试 |
6.4.1 目标分子THF/TMB溶剂测试 |
6.4.2 目标分子CHCl_3/TMB溶剂测试 |
6.5 理论模拟研究 |
6.6 结果与讨论 |
第七章 不同耦合强度D-A-D分子导线光电调控输运性能研究 |
7.1 引言 |
7.2 选题思路 |
7.3 目标分子合成与基本性质表征 |
7.3.1 合成路线 |
7.3.2 基本性质表征 |
7.4 STM-BJ测试准备 |
7.4.1 金基底制备 |
7.4.2 金针尖制备 |
7.4.3 STM-BJ测试装置搭建 |
7.5 分子电子学测试 |
7.5.1 目标分子STM-BJ无光测试 |
7.5.2 目标分子STM-BJ光调控测试 |
7.6 理论模拟研究 |
7.7 结果与讨论 |
第八章 新型碗状分子的电输运性能调控 |
8.1 前言 |
8.2 选题思路 |
8.3 合成路线与基本性质表征 |
8.4 实验结果与讨论 |
8.4.1 分子器件电导测试 |
8.4.2 分子轨道分析 |
8.4.3 电导对比分析 |
8.5 实验结果与讨论 |
第九章 总结与展望 |
参考文献 |
附录 |
在学期间的研究成果 |
致谢 |
(7)铜胺及铜氨羧配合物基态结构和激发态结构动力学研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 前言 |
1.1 铜胺及铜氨羧配合物简介 |
1.2 铜胺及铜氨羧配合物的合成 |
1.3 铜胺及铜氨羧配合物的基态结构研究 |
1.4 铜胺及铜氨羧配合物的激发态结构研究 |
1.5 课题的提出与研究内容 |
参考文献 |
第二章 理论基础与实验方法 |
2.1 理论计算 |
2.1.1 密度泛函理论 |
2.1.2 DFT-D色散校正 |
2.1.3 基组选择与基组重叠效应 |
2.2 含时密度泛函理论 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 实验药品 |
2.3.2 实验仪器 |
2.3.3 配合物合成通法 |
2.3.4 铜含量分析 |
2.3.5 傅里叶红外光谱实验 |
2.3.6 共聚焦显微拉曼实验 |
2.3.7 紫外吸收光谱实验 |
2.3.8 共振拉曼光谱实验 |
参考文献 |
第三章 环己二胺氯化铜配合物结构与光活性 |
3.1 环己二胺氯化铜配合物的几何结构 |
3.2 配合物的稳定性和逐级配位反应 |
3.3 共振拉曼光谱研究 |
3.4 配合物晶体振动光谱指认 |
3.5 紫外光谱研究 |
3.6 本章小结 |
参考文献 |
第四章 组氨酸氯化铜配合物结构和激发态结构动力学 |
4.1 水溶液中组氨酸氯化铜配合物几何结构 |
4.2 共振拉曼光谱研究 |
4.3 紫外光谱研究 |
4.4 本章小结 |
参考文献 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
硕士期间发表的论文 |
致谢 |
(8)新型高效近红外发光Ir3+/Pt2+-配合物的设计合成及其光电性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 有机磷光环金属铱(Ⅲ)配合物 |
1.2.1 有机磷光环金属铱(Ⅲ)配合物概述 |
1.2.2 有机磷光环金属铱(Ⅲ)配合物的合成 |
1.2.3 有机磷光环金属铱(Ⅲ)配合物的分类 |
1.2.4 有机磷光环金属铱(Ⅲ)配合物的光致发光机理 |
1.3 调节环金属铱(Ⅲ)配合物至近红外光区的方法 |
1.3.1 配体π共轭长度的影响 |
1.3.2 配体取代基的影响 |
1.3.3 配体中的D-A体系 |
1.4 有机磷光NIR-Ir(Ⅲ)配合物的器件化(NIR-OLED/PLED)应用 |
1.4.1 基于磷光NIR-Ir(Ⅲ)配合物的NIR-OLED/PLED的电致发光原理 |
1.4.2 基于磷光NIR-Ir(Ⅲ)配合物的NIR-OLED/PLED的研究现状 |
1.4.3 基于NIR-Ir(Ⅲ)配合物的NIR-OLED/PLED面临的挑战 |
1.5 本论文的研究思路研究内容和创新点 |
1.5.1 本论文的研究思路 |
1.5.2 本论文的研究内容 |
1.5.3 本论文的创新点 |
本章参考文献 |
第二章 基于刚性主配体(Hdpbq)的近红外磷光铱(Ⅲ)配合物的合成及光物理性能研究. |
2.1 引言 |
2.2 实验试剂、原料及仪器 |
2.2.1 实验试剂与原料 |
2.2.2 实验涉及仪器 |
2.2.3 表征与测试方法 |
2.3 实验部分 |
2.3.1 C |
N主配体Hdpbq及桥连中间体[(dpbq)_2Ir(m-Cl)]_2的合成与表征 |
2.3.2 二酮辅助配体的合成 |
2.3.3 基于β-二酮辅助配体的配合物[Ir(dpbq)_2(dbm)](1)的合成 |
2.3.4 配合物[Ir(dpbq)_2(tfhe-pmp)](2)和[Ir(dpbq)_2(dmb-pmp)](3)的合成与表 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 环金属配合物[Ir(dpbq)_2(O |
O)](1-3)的结构表征分析 |
2.4.2 配合物[Ir(dpbq)_2(O |
O)](1-3)的光物理性能分析 |
2.4.3 配合物[Ir(dpbq)_2(O |
O)](1-3)的时间相关密度泛函理论计算(TD-DFT) |
2.4.4 配合物[Ir(dpbq)_2(O |
O)](1-3)的电化学性能 |
2.5 本章小结 |
本章参考文献 |
附件 |
第三章 基于刚性主配体(Htpbz)的近红外磷光铱(Ⅲ)配合物的合成、表征及光物理性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验试剂、原料及仪器 |
3.2.1 实验试剂与原料 |
3.2.2 实验涉及仪器 |
3.2.3 表征与测试方法 |
3.3 实验部分 |
3.3.1 C |
N主配体Htpbz及桥连中间体[(tpbz)_2Ir(m-C l)]_2的合成与表征 |
3.3.2 席呋碱辅助配体HL~n(n = 4-7)的合成与表征 |
3.3.3 基于铱(Ⅲ)配合物[Ir(tpbz)_2(L~n)](n = 4-7)的合成与表征 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 配合物[Ir(tpbz)_2(L~n)] (n = 4-7)的结构表征分析 |
3.4.2 配合物[Ir(tpbz)_2(L~n)](n = 4-7)的光物理性能分析 |
3.4.3 配合物[Ir(tpbz)_2(L~n)](n = 4-7)时间相关的密度泛函理论计算(TD-DFT) |
3.4.4 配合物[Ir(tpbz)_2(L~n)](n = 4-7)的电化学性能 |
3.5 本章小结 |
本章参考文献 |
第四章 Ir~(3+)-Pt~(2+)异二核有机配合物深红及近红外磷光材料的设计、合成及光物理性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验试剂、原料及仪器 |
4.2.1 实验试剂与原料 |
4.2.2 实验涉及仪器 |
4.2.3 表征与测试方法 |
4.3 实验部分 |
4.3.1 C |
N主配体Hdpqx及桥连中间体[(dpqx)_2Ir(m-Cl)]_2的合成 |
4.3.2 C |
N主配体Hiqbt及桥连中间体[(iqbt)_2Ir(m-Cl)]_2的合成 |
4.3.3 N |
N辅助配体HPBI的合成 |
4.3.4 环金属铱(Ⅲ)配合物[Ir(dpqx)_2(PBI)](8)和[Ir(iqbt)_2(PBI)](9)的合成 |
4.3.5 配合物[Ir(dpqx)_2(PBI)Pt(acac) ](10)和[Ir(iqbt)_2(PBI)Pt(acac)](11)的合成 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 配合物 8-11的结构表征分析 |
4.4.2 配合物 8-11的光物理性能分析 |
4.4.3 配合物 8-11 的时间相关的密度泛函理论计算(TD-DFT) |
4.5 本章小结 |
本章参考文献 |
附件 |
第五章 基于Ir~(3+)-Pt~(2+)异二核金属配合物的器件化应用 |
5.1 引言 |
5.2 实验试剂、原料及仪器 |
5.2.1 实验试剂与原料 |
5.2.2 实验涉及仪器 |
5.2.3 表征与测试方法 |
5.3 实验部分 |
5.3.1 单核和异二核金属配合物 8-11 的电化学性质 |
5.3.2 基于单核和异二核配合物 8-11 的电致发光器件的制备 |
5.4 结果与讨论 |
5.4.1 有机器件PLED-Ⅰ的性能分析 |
5.4.2 有机器件PLED-Ⅱ的性能分析 |
5.4.3 有机器件PLED-Ⅲ的性能分析 |
5.4.4 有机器件PLED-Ⅳ的性能分析 |
5.5 本章小结 |
本章参考文献 |
结论与展望 |
攻读博士期间取得的研究成果 |
致谢 |
(9)石墨烯和硫属化合物内嵌过渡金属配合物的输运性质研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 石墨烯的功能化研究 |
1.2.1 石墨烯的化学掺杂 |
1.2.2 石墨烯的弹性应变工程 |
1.2.3 石墨烯的堆积效应 |
1.2.4 石墨烯的输运性质研究 |
1.2.5 卟啉共价掺杂石墨烯的研究 |
1.3 过渡金属硫化物的国内外研究进展 |
1.3.1 过渡金属硫化物的简介 |
1.3.2 过渡金属硫化物的晶体结构 |
1.3.3 过渡金属硫化物的插层功能化研究 |
1.3.4 过渡金属硫化物的输运性质研究 |
1.3.5 过渡金属硫化物与Pd/Pt的研究 |
1.4 课题来源及研究内容 |
1.4.1 课题来源 |
1.4.2 研究目的及内容 |
第2章 基本理论与计算软件 |
2.1 引言 |
2.2 密度泛函理论 |
2.2.1 Hohenberg-Kohn定理 |
2.2.2 Kohn-Sham方程 |
2.3 非平衡格林函数 |
2.4 计算软件包的简介 |
2.4.1 ATK软件包 |
2.4.2 Nanodcal软件包 |
2.5 本章小结 |
第3章 平面和褶皱Fe PP-GNR杂化材料可调谐的磁性和输运性质 |
3.1 引言 |
3.2 理论模型与计算方法 |
3.2.1 理论模型 |
3.2.2 计算方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 FePP的位置与应变对磁性的影响 |
3.3.2 FePP的位置与应变对输运性质的影响 |
3.3.3 FePP的浓度对输运性质的影响 |
3.4 本章小结 |
第4章 新型Fe PP-GNR双分子层磁性和输运性质的理论研究 |
4.1 引言 |
4.2 理论模型与计算方法 |
4.2.1 理论模型 |
4.2.2 计算方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 几何结构与稳定性 |
4.3.2 电子结构 |
4.3.3 磁性 |
4.3.4 输运性质 |
4.4 本章小结 |
第5章 二维过渡金属硫化物插层复合物的输运性质研究 |
5.1 引言 |
5.2 理论模型与计算方法 |
5.2.1 理论模型 |
5.2.2 计算方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 几何结构与稳定性 |
5.3.2 电子结构 |
5.3.3 输运性质 |
5.3.4 光电流效应 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(10)理论研究蓝磷光金属配合物激发态性质及分子设计(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 有机电致发光材料简介 |
1.2 有机电致发光器件的结构和工作原理 |
1.3 磷光电致发光 |
1.3.1 磷光发光原理 |
1.3.2 过渡金属配合物的激发态特征 |
1.4 过渡金属配合物的发展现状 |
1.4.1 蓝光铱金属配合物的研究进展 |
1.4.2 蓝光铂金属配合物的研究进展 |
1.4.3 钯金属配合物发光材料的研究进展 |
1.5 配合物的激发态理论研究现状 |
1.6 本论文选题及内容 |
1.6.1 选题依据 |
1.6.2 选题内容 |
第2章 量子化学理论基础与计算方法 |
2.1 分子轨道理论 |
2.1.1 闭壳层分子的HFR方程 |
2.1.2 开壳层分子的HFR方程 |
2.2 密度泛函理论 |
2.3 含时密度泛函理论 |
2.4 振动分辨磷光光谱 |
2.5 磷光效率评估 |
2.5.1 辐射失活进程 |
2.5.2 非辐射失活进程 |
2.6 重组能计算 |
2.7 金属辅助延迟荧光相关参数计算 |
第3章 基于甲基咪唑或吡唑配体的蓝光铂配合物的理论研究 |
3.1 引言 |
3.2 计算方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 基态和三线态的几何结构 |
3.3.2 基态前线分子轨道 |
3.3.3 吸收和发射特性 |
3.3.4 磷光量子效率 |
3.3.4.1 辐射速率常数 |
3.3.4.2 非辐射速率进程 |
3.4 本章小结 |
第4章 含苯基三唑配体的蓝光铱配合物的理论研究 |
4.1 引言 |
4.2 计算细节 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 基态和三线态的几何结构 |
4.3.2 配体和配合物的前线分子轨道 |
4.3.3 吸收和发射性质 |
4.3.4 磷光量子效率 |
4.3.4.1 辐射速率常数 |
4.3.4.2 与温度无关的非辐射失活进程 |
4.3.4.3 依赖于温度的非辐射失活进程 |
4.3.5 基于苯基三唑铱配合物的论点 |
4.4 本章小结 |
第5章 含吡啶次膦酸酯辅助配体蓝光铱配合物的分子设计 |
5.1 引言 |
5.2 计算细节 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 基态和三线态的几何结构 |
5.3.2 配体和配合物的前线分子轨道 |
5.3.3 吸收和发射性质 |
5.3.4 磷光量子效率 |
5.3.4.1 辐射速率常数 |
5.3.4.2 非辐射失活进程 |
5.3.5 氧化还原稳定性和电荷传输性能 |
5.4 本章小结 |
第6章 理论研究金属辅助延迟荧光材料的发光机制和材料设计 |
6.1 引言 |
6.2 计算细节 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 基态和激发态的几何结构 |
6.3.2 基态前线分子轨道 |
6.3.3 吸收和发射性质 |
6.3.4 单线态和三线态能级差 |
6.3.5 自然跃迁轨道 |
6.3.6 系间穿越和反系间穿越进程 |
6.4 本章小结 |
第7章 结论 |
参考文献 |
作者简介 |
攻读博士学位期间发表论文 |
致谢 |
四、S_2Cl_2异构体最大硬度原理的密度泛函理论研究(论文参考文献)
- [1]新型超原子和超原子复合物的理论设计[D]. 薛朵梅. 吉林大学, 2021
- [2]碱/碱土金属硫属中红外光学晶体设计与制备[D]. 李广卯. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [3]硼基掺杂复合团簇的新颖结构、化学成键和动力学流变性研究[D]. 冯林雁. 山西大学, 2021(02)
- [4]离子液体催化酮连氮合成2-吡唑啉衍生物的研究[D]. 夏洋峰. 中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所), 2021(01)
- [5]金纳米团簇催化CO2选择性转化[D]. 杨丹. 南京大学, 2020(12)
- [6]单分子器件中量子干涉效应的研究[D]. 陈力川. 兰州大学, 2020(09)
- [7]铜胺及铜氨羧配合物基态结构和激发态结构动力学研究[D]. 李磊. 浙江理工大学, 2020(06)
- [8]新型高效近红外发光Ir3+/Pt2+-配合物的设计合成及其光电性能研究[D]. 贺亚妮. 西北大学, 2020
- [9]石墨烯和硫属化合物内嵌过渡金属配合物的输运性质研究[D]. 王玉秀. 哈尔滨理工大学, 2020
- [10]理论研究蓝磷光金属配合物激发态性质及分子设计[D]. 宋崇平. 吉林大学, 2020(08)